JP6831693B2 - 搬送システム及びその運転方法 - Google Patents

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Description

本発明は、搬送システム及びその運転方法に関する。
物品を把持して容器に収容する、物品把持装置と容器詰め装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている物品把持装置では、本体と、本体に設けられた一対の把持体を備えていて、駆動手段により、一対の把持体を前進移動させることにより、物品を把持し、一対の把持体を後退移動させることにより、把持した物品を解放するように構成されている。
また、特許文献１に開示されている容器詰め装置では、吸盤が設けられている上板と下板を有している。
そして、フィルム袋の上面を上板の吸盤で吸着し、上板と下板でフィルム袋を挟み込むようにして、下板の吸盤でフィルム袋の下面を吸着し、その後、上板と下板とを互いに離間するように移動させて、フィルム袋を開き、物品把持装置で把持されている物品（サンドイッチ）をフィルム袋内に収納する。
特開２０１４−１９８５７１号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示されている容器詰め装置では、フィルム袋の上面と下面は、吸着により保持されているが、側面は保持されていない。また、特許文献１に開示されている物品把持装置では、一対の把持体が、フィルム袋の側面に位置するようにして、フィルム袋内を前後方に移動する。このため、フィルム袋と一対の把持体の位置が少しでもずれると、把持体が、フィルム袋の側面を押し広げながら、フィルム袋内を移動し、フィルム袋を破損するおそれがあった。また、フィルム袋の側面が内方に撓んでいる場合には、挟持体がフィルム袋と接触して、フィルム袋が破損するおそれがあった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、包装袋の破損を抑制しつつ、把持した食品を包装袋内に搬送することができる、搬送システム及びその運転方法を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る搬送システムは、食品を保持して、搬送する、搬送システムであって、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置されている、一対の第１保持部を有する第１アームと、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置され、かつ、前記内面間の距離を変動可能に構成されている、一対の第２保持部を有する第２アームと、を有するロボットと、積み重なられた包装袋を１枚ずつ、その開口部を開口しながら供給するように構成されている包装袋供給装置と、制御装置と、を備え、前記第２保持部の内面には、吸着部が設けられ、前記制御装置は、前記開口部を開口しながら前記包装袋を供給するように前記包装袋供給装置を動作させ、その後、一対の前記第２保持部の前記内面が、それぞれ、前記包装袋の外面に当接し、前記吸着部により当該外面を吸着させ、前記内面間の距離が、前記食品の幅方向の長さよりも大きくなるように第２アームを動作させるように構成されている。
これにより、包装袋の破損を抑制しつつ、把持した食品を包装袋内に搬送することができる。
また、本発明に係る搬送システムの運転方法は、食品を保持して、搬送する、搬送システムの運転方法であって、前記搬送システムは、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置されている、一対の第１保持部を有する第１アームと、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置され、かつ、前記内面間の距離を変動可能に構成されている、一対の第２保持部を有する第２アームと、を有するロボットと、積み重なられた包装袋を１枚ずつ、その開口部を開口しながら供給するように構成されている包装袋供給装置と、を備え、前記第２保持部の内面には、吸着部が設けられ、前記包装袋供給装置が、前記開口部を開口しながら前記包装袋を供給する（Ａ）と、前記（Ａ）の後、一対の前記第２保持部の前記内面が、それぞれ、前記包装袋の外面に当接し、前記吸着部により当該外面を吸着させ、前記内面間の距離が、前記食品の幅方向の長さよりも大きくなるように、第２アームが動作する（Ｂ）と、を備える。
これにより、包装袋の破損を抑制しつつ、把持した食品を包装袋内に搬送することができる。
本発明の搬送システム及びその運転方法によれば、包装袋の破損を抑制しつつ、把持した食品を包装袋内に搬送することができる。
図１は、本実施の形態１に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す搬送システムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。 図３は、図２に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図４は、図２に示すロボットにおける第１ハンド部の右側側面の概略構成を示す模式図である。 図５は、図２に示すロボットにおける第１ハンド部の正面の概略構成を示す模式図である。 図６は、図２に示すロボットにおける第２ハンド部の左側側面の概略構成を示す模式図である。 図７Ａは、本実施の形態１に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図７Ｂは、本実施の形態１に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、図７Ａ及び図７Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図９は、図７Ａ及び図７Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図１０は、図７Ａ及び図７Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図１１Ａは、本実施の形態２に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１１Ｂは、本実施の形態２に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本実施の形態３に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る搬送システムは、食品を保持して、搬送する、搬送システムであって、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置され、かつ、内面間の距離を変動可能に構成されている、一対の第１保持部を有する第１アームと、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置されている、一対の第２保持部を有する第２アームと、を有するロボットと、積み重なられた包装袋を１枚ずつ、その開口部を開口しながら供給するように構成されている包装袋供給装置と、制御装置と、を備え、第１保持部の内面には、吸着部が設けられ、制御装置は、開口部を開口しながら包装袋を供給するように包装袋供給装置を動作させ、その後、一対の第１保持部の内面が、それぞれ、包装袋の外面に当接し、吸着部により当該外面を吸着させ、一対の第１保持部の内面間の距離が、食品の長さ寸法よりも大きくなるように、第１アームを動作させる。
また、本実施の形態１に係る搬送システムでは、制御装置は、一対の第２保持部により、食品を保持させ、保持させた食品を包装袋の開口部から包装袋内へ挿入させるように、第２アームを動作させるように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る搬送システムでは、制御装置は、一対の第２保持部の内面の法線方向が、一対の第１保持部の内面の法線方向と一致するように、第２アームを動作させるように構成されていてもよい。
さらに、本実施の形態１に係る搬送システムでは、制御装置は、一対の第２保持部による食品の保持を解放させて、一対の第２保持部を包装袋内から退出させるように第２アームを動作させ、その後、一対の第１保持部により、包装袋の外面から食品を保持させるように、第１アームを動作させるように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態１に係る搬送システムの一例について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
［搬送システムの構成］
図１は、本実施の形態１に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示す搬送システムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。図３は、図２に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
なお、図１においては、ロボットにおける前後方向、上下方向、及び左右方向を図における前後方向、上下方向、及び左右方向として表している。また、図２においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
図１に示すように、本実施の形態１に係る搬送システム１００は、ロボット１０１と、食品（ここでは、サンドイッチ）１０２と、包装袋１０３を１枚ずつ供給するように構成されている包装袋供給装置１０４と、第１ベルトコンベア１０５と、第２ベルトコンベア１０６と、を備えていて、第１ベルトコンベア１０５から移送（供給）された食品１０２を包装袋１０３内に収容し、袋詰めされた食品１０２を第２ベルトコンベア１０６に搬送するように構成されている。なお、本実施の形態１に係る搬送システム１００が搬送する食品１０２としては、例えば、サンドイッチ、和菓子、洋菓子、又はおにぎり等が挙げられる。
包装袋供給装置１０４は、略筐体状に形成されていて、その内部には、包装袋１０３を１枚ずつ供給する供給器（図示せず）が設けられており、複数の包装袋１０３が積み重なられて収容されている。
包装袋供給装置１０４の上面は、段部１０４ａにより、段状に形成されていて、その後方側の上面１０４ｂには、図示されない供給器により、包装袋１０３が１枚ずつ供給される。また、段部１０４ａを構成する側壁には、空気等のガスを噴き出して、包装袋１０３の開口部を開口させる噴出部（図示せず）が設けられている。噴出部には、空気等のガスを噴出させるためのガス供給器（図示せず）が接続されている。
これにより、包装袋供給装置１０４は、積み重なられた包装袋１０３を１枚ずつ、その開口部１０３ａを開口しながら供給することができる。なお、このように構成されている包装袋供給装置１０４としては、例えば、ブローパッカー（商品名）等を用いることができる。
第１ベルトコンベア１０５は、調理等された食品１０２をロボット１０１の前方まで移送するように構成されている。また、第２ベルトコンベア１０６は、ロボット１０１により、袋詰めされた食品１０２を移送するように構成されていて、第２ベルトコンベア１０６の移送先には、包装袋１０３の開口部１０３ａをシールするシール機構（図示せず）が配置されている。
次に、図２を参照しながら、ロボット１０１の具体的構成について、説明する。なお、以下においては、ロボット１０１として、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、ロボット１０１としては、水平多関節型・垂直多関節型等の他のロボットを採用してもよい。
図２に示すように、ロボット１０１は、台車１２と、第１アーム１３Ａと、第２アーム１３Ｂと、真空発生装置２５と、制御装置１４と、を備えていて、制御装置１４が、第１アーム１３Ａ、第２アーム１３Ｂ、及び真空発生装置２５を制御するように構成されている。なお、本実施の形態１においては、台車１２の内部に制御装置１４及び真空発生装置２５が配置されている形態を採用したが、これに限定されず、これらの機器は、台車１２外部に配置されていてもよい。
台車１２の上面には、基軸１６が固定されている。基軸１６には、当該基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１周りに回動可能に第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂが設けられている。具体的には、第１アーム１３Ａと第２アーム１３Ｂとが上下に高低差を有するように設けられている。さらに、台車１２内には、制御装置１４及び真空発生装置２５が収納されている。なお、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂは、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができるように構成されている。
第１アーム１３Ａは、第１アーム部１５Ａ、第１リスト部１７Ａ、第１ハンド部１８Ａ、及び第１装着部２０Ａを有している。同様に、第２アーム１３Ｂは、第２アーム部１５Ｂ、第２リスト部１７Ｂ、第２ハンド部１８Ｂ、及び第２装着部２０Ｂを有している。なお、第２アーム１３Ｂは、第２ハンド部１８Ｂ以外の構成については、第１アーム１３Ａを同様に構成されているので、第２ハンド部１８Ｂ以外の詳細な説明は省略する。
第１アーム部１５Ａは、本実施の形態１においては、略直方体状の第１リンク５ａ及び第２リンク５ｂで構成されている。第１リンク５ａは、基端部に回転関節Ｊ１が設けられていて、先端部に回転関節Ｊ２が設けられている。また、第２リンク５ｂは、先端部に直動関節Ｊ３が設けられている。
そして、第１リンク５ａは、回転関節Ｊ１を介して、その基端部が基軸１６と連結されていて、回転関節Ｊ１により、回転軸線Ｌ１周りに回動することができる。また、第２リンク５ｂは、回転関節Ｊ２を介して、その基端部が第１リンク５ａの先端部と連結されていて、回転関節Ｊ２により、回転軸線Ｌ２周りに回動することができる。
第２リンク５ｂの先端部には、直動関節Ｊ３を介して、第１リスト部１７Ａが第２リンク５ｂに対し昇降移動可能に連結されている。第１リスト部１７Ａの下端部には、回転関節Ｊ４が設けられていて、回転関節Ｊ４の下端部には、第１装着部２０Ａが設けられている。
第１装着部２０Ａは、第１ハンド部１８Ａを着脱可能に構成されている。具体的には、例えば、第１装着部２０Ａは、その間隔が調整可能に構成されている、一対の棒部材を有していて、当該一対の棒部材により、第１ハンド部１８Ａを挟み込むことにより、第１ハンド部１８Ａを第１リスト部１７Ａに装着することができる。これにより、第１ハンド部１８Ａは、回転関節Ｊ４により、回転軸線Ｌ３周りに回動することができる。なお、棒部材は先端部分が折れ曲がっていてもよい。
また、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂの各関節Ｊ１〜Ｊ４には、それぞれ、各関節が連結する２つの部材を相対的に回転又は昇降させるアクチュエータの一例としての駆動モータが設けられている（図示せず）。駆動モータは、例えば、制御装置１４によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、各関節Ｊ１〜関節Ｊ４には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
ここで、図２、図４〜図６を参照しながら、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａと、第２アーム１３Ｂの第２ハンド部１８Ｂについて、詳細に説明する。
まず、図２、図４、及び図５を参照しながら、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａについて、詳細に説明する。
図４は、図２に示すロボットにおける第１ハンド部の右側側面の概略構成を示す模式図である。図５は、図２に示すロボットにおける第１ハンド部の正面の概略構成を示す模式図である。
なお、図４においては、ロボットにおける上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表し、図５においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
図２、図４、及び図５に示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａは、固定部６０Ａと、本体７０Ａと、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａと、第１吸着部９０Ａと、から構成されている。固定部６０Ａは、第１装着部２０Ａが当接する部位であり、ここでは、棒状に形成されている。
本体７０Ａは、固定部６０Ａと一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａを接続していて、第１部材７１Ａと、第１部材７１Ａの下面に固定されている板状の第２部材７２Ａと、を有している。第１部材７１Ａは、上下方向から見ると、略Ｔ字状に形成されており、また、水平方向から見ると、略Ｌ字状に形成されている。
一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａは、後述する第１板部材８１Ａの内面が互いに対向するように配置されている。また、少なくとも一方の第１保持部８０Ａは、図示されない駆動器により、第１板部材８１Ａの主面の法線方向に移動可能に構成されている。
これにより、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａは、第１板部材８１Ａ、８１Ａの内面間の距離を変動することができる。なお、第２部材７２Ａの下面に、第１保持部８０Ａの移動をガイドする溝等が設けられていてもよい。
第１保持部８０Ａは、その主面が三角形状に形成されている第１板部材８１Ａと、略Ｌ字状の第２部材８２Ａと、を有していて、第２部材８２Ａが、第２部材７２Ａと第１板部材８１Ａを接続している。具体的には、第２部材８２Ａは、その上端部が第２部材７２Ａに接続されていて、その下端部が第１板部材８１Ａの斜面に接続されている。換言すると、第２部材８２Ａは、第２部材７２Ａの下面から第１板部材８１Ａを懸架している。
また、第１板部材８１Ａの内面には、１つ以上（ここでは、３つ）の開口９１Ａが設けられていて、当該開口９１Ａには、円錐台状の吸着パッド９２Ａが設けられている。また、開口９１Ａは、第１配管９３Ａを介して、真空発生装置２５に接続されている（図２参照）。なお、開口９１Ａ、吸着パッド９２Ａ、及び第１配管９３Ａにより、第１吸着部９０Ａが構成されている。
真空発生装置２５は、第１吸着部９０Ａ内を負圧にする装置であり、例えば、真空ポンプ又はＣＯＮＶＵＭ（登録商標）等を用いてもよい。第１配管９３Ａには、開閉弁（図示せず）が設けられている。開閉弁が、第１配管９３Ａを開放又は閉鎖することによって、吸着パッド９２Ａによる包装袋１０３の吸着及びその解除が行われる。なお、真空発生装置２５の動作及び開閉弁の開閉は、制御装置１４により制御される。
次に、図２及び図６を参照しながら、第２アーム１３Ｂの第２ハンド部１８Ｂについて、詳細に説明する。
図６は、図２に示すロボットにおける第２ハンド部の左側側面の概略構成を示す模式図である。なお、図６においては、ロボットにおける上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表している。
図２及び図６に示すように、第２ハンド部１８Ｂは、固定部６０Ｂと、本体７０Ｂと、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂと、駆動器９０Ｂと、から構成されている。固定部６０Ｂは、第２装着部２０Ｂが当接する部位であり、ここでは、棒状に形成されている。
本体７０Ｂは、略Ｌ字状に形成されている。本体７０Ｂの上面には、固定部６０Ｂが接続されていて、本体７０Ｂの後方側の側面には、駆動器９０Ｂが設けられている。また、本体７０Ｂの前方側の側面には、基台８１Ｂが設けられている。
基台８１Ｂには、板状の第２保持部８０Ｂの後端部が接続されている。より詳細には、基台８１Ｂには、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂが、その主面（内面）が互いに対向するように、配置されている。第２保持部８０Ｂは、その主面が三角形状に形成されている。また、第２保持部８０Ｂの主面には、複数の貫通孔が設けられている。
また、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂは、駆動器９０Ｂにより、基台８１Ｂを介して、回転軸線Ｌ４回りに回動自在に回転するように構成されている。また、少なくとも一方の第２保持部８０Ｂは、駆動器９０Ｂにより、その主面の法線方向に移動可能に構成されている。
駆動器９０Ｂは、例えば、制御装置１４によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、本体７０Ｂの適所には、モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
図３に示すように、制御装置１４は、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。
なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１４によって構成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、記憶部１４ｂが、制御装置１４内に配置されている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部１４ｂが、制御装置１４と別体に設けられている形態を採用してもよい。
記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１０１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、ロボット１０１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１０１の第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂの関節Ｊ１〜Ｊ４のそれぞれに対応するサーボモータの駆動と、駆動器９０Ｂと、を制御するように構成されている。
［搬送システムの動作］
次に、本実施の形態１に係る搬送システム１００の動作について、図１〜図１０を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置１４の演算部１４ａが、記憶部１４ｂに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図７Ａ及び図７Ｂは、本実施の形態１に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。図８〜図１０は、図７Ａ及び図７Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。
具体的には、図８は、第２アームの一対の第２保持部が食品（サンドイッチ）を保持した状態を示す斜視図である。図９は、一対の第２保持部により保持した食品を包装袋の開口部から包装袋内へ挿入している状態を示す斜視図である。図１０は、袋詰めされた食品を第１アームの一対の第１保持部により保持して、第１アームにより、第２ベルトコンベアまで搬送し、載置している状態を示す斜視図である。
まず、制御装置１４に、オペレータから、図示されない入力装置を介して、第１ベルトコンベア１０５から移送されてきた食品１０２を包装袋１０３内に詰め込み、袋詰めした食品１０２を第２ベルトコンベア１０６に載置する動作を実行することを示す指示情報が入力されたとする。
そして、図１に示すように、ロボット１０１の前方には、第１ベルトコンベア１０５から食品１０２が移送されてきたとする。すると、制御装置１４は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１吸着部９０Ａの適所に設けられている開閉弁（図示せず）を開放し（ステップＳ１０１）、真空発生装置２５を作動させる（ステップＳ１０２）。
次に、制御装置１４は、第１保持部８０Ａが予め設定されている所定の位置にまで移動するように、第１アーム１３Ａを動作させる（ステップＳ１０３；図１参照）。ここで、所定の位置とは、包装袋供給装置１０４により、１枚の包装袋１０３がその開口部１０３ａを開口しながら供給されたときに、吸着パッド９２Ａの開口部が、包装袋１０３の側面（外面）と当接して、当該側面を吸着することができる位置をいう。
このとき、制御装置１４は、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａ（第１板部材８１Ａ、８１Ａ）の内面間の距離が、食品１０２の長さ寸法よりも大きくなるように、第１アーム１３Ａを動作させる。換言すると、制御装置１４は、包装袋１０３の開口部１０３ａの幅方向の寸法が、食品１０２の幅方向の寸法よりも大きくなるように、第１アーム１３Ａを動作させる。より詳細には、制御装置１４は、包装袋１０３の開口部１０３ａの幅方向の寸法が、食品１０２の幅方向の寸法と一対の第２保持部８０Ｂの幅方向の寸法の和よりも大きくなるように、第１アーム１３Ａを動作させる。
なお、ステップＳ１０３は、ステップＳ１０１を実行する前に実行してもよく、ステップＳ１０１を実行した後に実行してもよい。
次に、制御装置１４は、包装袋供給装置１０４を作動させる（ステップＳ１０４）。これにより、包装袋供給装置１０４の上面１０４ｂには、図示されない供給器とガス供給器により、１枚の包装袋１０３がその開口部１０３ａを開口しながら供給され、包装袋１０３の側面が吸着パッド９２Ａにより吸着され、包装袋１０３は、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａに保持される。
次に、制御装置１４は、食品１０２の位置情報を取得する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御装置１４は、図示されない撮影装置が撮影した映像情報を取得し、取得した映像情報から、第１ベルトコンベア１０５により移送されている食品１０２の位置情報を取得する。
次に、制御装置１４は、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂが、食品１０２を保持して、当該食品１０２を包装袋１０３内に挿入するように、第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０６；図８及び図９参照）。
具体的には、制御装置１４は、下方に位置する第２保持部８０Ｂを第１ベルトコンベア１０５と食品１０２との間に挿入するように、第２アーム１３Ｂを動作させ、第２保持部８０Ｂの上面に、食品１０２を載置させる（図８参照）。
ついで、制御装置１４は、上方に位置する第２保持部８０Ｂの下面が、食品１０２の上面と当接するように、駆動器９０Ｂにより、少なくともいずれか一方の第２保持部８０Ｂを動作させる。これにより、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂにより、食品１０２が保持（挟持）される。
ついで、制御装置１４は、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂの内面の法線方向が、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａの内面の法線方向と一致するように、第２アーム１３Ｂを動作させ、食品１０２を包装袋１０３の開口部１０３ａから包装袋１０３内に挿入させる（図９参照）。すなわち、制御装置１４は、食品１０２の斜面が上方に位置するように、駆動器９０Ｂにより、基台８１Ｂを回動させ、食品１０２を包装袋１０３の開口部１０３ａから包装袋１０３内に挿入させる。
なお、制御装置１４は、ステップＳ１０４とステップＳ１０５の処理（動作）をステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の前に実行してもよく、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を実行中に実行してもよい。すなわち、制御装置１４は、第１アーム１３Ａの動作が終了してから、第２アーム１３Ｂの動作を実行してもよく、第１アーム１３Ａと第２アーム１３Ｂの動作を並行して実行してもよい（第１アーム１３Ａと第２アーム１３Ｂが連携して、動作を実行してもよい）。
次に、制御装置１４は、第２保持部８０Ｂによる食品１０２の保持を解放させて、第２保持部８０Ｂが包装袋１０３内から退出するように、第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０７）。
次に、制御装置１４は、袋詰めした食品１０２を一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａで保持するように、第１アーム１３Ａを動作させる（ステップＳ１０８）。具体的には、制御装置１４は、図示されない駆動器により、少なくとも一方の第１保持部８０Ａを第１板部材８１Ａの主面の法線方向に移動させる。これにより、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａが、吸着パッド９２Ａ及び包装袋１０３の側面を介して、食品１０２を挟持する。
次に、制御装置１４は、袋詰めした食品１０２を第２ベルトコンベア１０６の上に載置するように、第１アーム１３Ａを動作させる（ステップＳ１０９；図１０参照）。ついで、制御装置１４は、図示されない開閉弁を閉止させる（ステップＳ１１０）。これにより、吸着パッド９２Ａによる包装袋１０３の側面の吸着が解除（停止）される。
次に、制御装置１４は、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａによる食品１０２の保持（挟持）を解放して、第１アーム１３Ａを初期位置に移動させ（ステップＳ１１１）、本プログラムを終了する。なお、制御装置１４は、本プログラムを終了したことを示す情報（例えば、映像、音、光等）を出力してもよい。
［搬送システムの作用効果］
このように構成された、本実施の形態１に係る搬送システム１００では、一対の第１板部材８１Ａ、８１Ａの内面間の距離が、食品１０２の長さ寸法よりも大きくなるように、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａにより、包装袋１０３の外面を保持している。すなわち、包装袋１０３の開口部１０３ａの幅方向の寸法が、食品１０２の幅方向の寸法よりも大きくなるように、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａにより、包装袋１０３の外面を保持している。
このため、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂに保持されている食品１０２を容易に包装袋１０３内に挿入することができる。また、包装袋１０３内に食品１０２を挿入するときに、第２保持部８０Ｂが、包装袋１０３の内面と接触すること、又は包装袋１０３の内面を押し広げながら包装袋１０３内を進入することを抑制することができる。これにより、包装袋１０３の破損を抑制することができる。
また、包装袋１０３内から第２保持部８０Ｂを退出させるときに、第２保持部８０Ｂが、包装袋１０３の内面と接触すること、又は包装袋１０３の内面を押し広げながら包装袋１０３から退出することが抑制される。これにより、包装袋１０３の破損を抑制することができる。
また、本実施の形態１に係る搬送システム１００では、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂを包装袋１０３内に挿入または退出させるときに、第２保持部８０Ｂの内面の法線方向が、第１保持部８０Ａ（第１板部材８１Ａ）の内面の法線方向と一致するように、第２アーム１３Ｂを動作させている。
これにより、包装袋１０３の第１保持部８０Ａで吸着保持している部分に沿って、第２保持部８０Ｂが進退することができる。また、包装袋１０３の第１保持部８０Ａで吸着保持している部分は、内側に撓むことが抑制されるので、第２保持部８０Ｂが包装袋１０３と接触することが抑制され、包装袋１０３の破損が抑制される。
また、包装袋１０３の保持されていない部分が、内側に撓んでいるような場合であっても、第２保持部８０Ｂは、包装袋１０３の第１保持部８０Ａで吸着保持している部分に沿って進退するので、第２保持部８０Ｂが包装袋１０３と接触することが抑制され、包装袋１０３の破損が抑制される。
また、本実施の形態１に係る搬送システム１００では、第２保持部８０Ｂの主面に複数の貫通孔が設けられている。これにより、第２保持部８０Ｂを第１ベルトコンベア１０５と食品１０２との間に挿入するときに、第２保持部８０Ｂの主面と食品１０２との接触面積を小さくすることができ、摩擦抵抗を小さくすることができる。このため、食品１０２を第２保持部８０Ｂの主面にスムーズに載置することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る搬送システムは、実施の形態１に係る搬送システムにおいて、制御装置が、一対の第１保持部の吸着部により、包装袋の外面を吸着させた状態を維持しつつ、かつ、一対の第２保持部により、食品を保持させた状態を維持して、予め設定されている所定の位置まで、食品を搬送するように、第１アーム及び第２アームを動作させるように構成されている。
また、本実施の形態２に係る搬送システムでは、制御装置は、一対の第２保持部による食品の保持を解放させて、一対の第２保持部を包装袋内から退出させるように、第２アームを動作させ、第１保持部の吸着部による吸着を停止させ、一対の第１保持部の内面が、それぞれ、包装袋の外面から離間するように、第１アームを動作させるように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態２に係る搬送システムの一例について、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照しながら説明する。なお、本実施の形態２に係る搬送システムは、実施の形態１に係る搬送システム１００同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。
［搬送システムの動作及び作用効果］
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施の形態２に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御装置１４の演算部１４ａが、記憶部１４ｂに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本実施の形態２に係る搬送システム１００の動作は、実施の形態１に係る搬送システム１００の動作と基本的には同様に実行されるが、ステップＳ１０７〜ステップＳ１１１に代えて、ステップＳ１０７Ａ〜ステップＳ１１０Ａが実行される点が異なる。以下、ステップＳ１０７Ａ〜ステップＳ１１０Ａの動作について、説明する。
制御装置１４は、ステップＳ１０６において、食品１０２を包装袋１０３内に袋詰めした後に、当該袋詰めした食品１０２を第２ベルトコンベア１０６の上（予め設定されている所定の位置）に載置するように、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０７Ａ）。
具体的には、制御装置１４は、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａの第１吸着部９０Ａ、９０Ａにより、包装袋１０３の外面を吸着させた状態を維持しつつ、かつ、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂにより、食品１０２を保持させた状態を維持して、第２ベルトコンベア１０６の上に載置するように、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを反時計回りに回転させる。
次に、制御装置１４は、一対の第２保持部８０Ｂ、８０Ｂによる食品１０２の保持を解放させて、第２保持部８０Ｂが包装袋１０３内から退出するように、第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０８Ａ）。ついで、制御装置１４は、図示されない開閉弁を閉止させる（ステップＳ１０９Ａ）。これにより、吸着パッド９２Ａによる包装袋１０３の側面の吸着が解除（停止）される。
次に、制御装置１４は、一対の第１保持部８０Ａ、８０Ａによる食品１０２の保持（挟持）を解放して、第１アーム１３Ａを初期位置に移動させ（ステップＳ１１０Ａ）、本プログラムを終了する。なお、制御装置１４は、本プログラムを終了したことを示す情報（例えば、映像、音、光等）を出力してもよい。
このように構成された、本実施の形態２に係る搬送システム１００であっても、実施の形態１に係る搬送システム１００と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態３）
本実施の形態３に係る搬送システムは、実施の形態１又は２に係る搬送システムにおいて、食品を挟んで、互いに対向するように配置されている、一対のロボットを備える。
以下、本実施の形態３に係る搬送システムの一例について、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、本実施の形態３に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。
図１２に示すように、本実施の形態３に係る搬送システム１００は、食品１０２Ａ、１０２Ｂを挟んで、互いに対向するように配置されている一対のロボット１０１Ａ、１０１Ｂを備えていて、ロボット１０１Ａが食品１０２Ａを搬送し、ロボット１０１Ｂが食品１０２Ｂを搬送するように構成されている。
なお、ロボット１０１Ａ及びロボット１０１Ｂは、実施の形態１に係る搬送システム１００のロボット１０１と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
また、図１２に示すように、食品１０２Ａと食品１０２Ｂは、その斜面が互いに当接するように、第１ベルトコンベア１０５の上に配置されている。そして、本実施の形態３においては、ロボット１０１Ａとロボット１０１Ｂが、同時に動作して、食品１０２Ａ、食品１０２Ｂを搬送するように構成されている。
ここで、「同時」とは、完全一致のみを含む概念ではなく、多少の時間差を認める概念である。具体的には、例えば、ロボット１０１Ａの下方に位置する第２保持部８０Ｂを第１ベルトコンベア１０５と食品１０２との間に挿入して、第２保持部８０Ｂの上面に、食品１０２Ａを載置するときに、ロボット１０１Ｂの第２保持部８０Ｂの上面に、食品１０２Ｂの少なくとも一部が載置されるように、ロボット１０１Ａとロボット１０１Ｂが動作すればよい。換言すると、ロボット１０１Ａの第２保持部８０Ｂの上面に食品１０２Ａが載置されている間に、ロボット１０１Ｂの第２保持部８０Ｂの上面に、食品１０２Ｂの少なくとも一部が載置されるように、ロボット１０１Ａとロボット１０１Ｂが動作すればよい。
また、例えば、ロボット１０１Ａとロボット１０１Ｂの動作速度にもよるが、±１〜２秒程度の差があってもよい。
なお、ロボット１０１Ａ又はロボット１０１Ｂによる食品１０２Ａ又は食品１０２Ｂの搬送動作は、実施の形態１に係る搬送システム１００と同様に実行されてもよく、実施の形態２に係る搬送システム１００と同様に実行されてもよい。
このように構成された、本実施の形態３に係る搬送システム１００であっても、実施の形態１に係る搬送システム１００と同様の作用効果を奏する。
また、本実施の形態３に係る搬送システム１００では、ロボット１０１Ａが第２保持部８０Ｂの上面に、食品１０２Ａを載置させるときに、ロボット１０１Ｂも下方に位置する第２保持部８０Ｂを第１ベルトコンベア１０５と食品１０２Ｂとの間に挿入するように、第２アーム１３Ｂを動作させる。
これにより、ロボット１０１Ａの第２アーム１３Ｂとロボット１０１Ｂの第２アーム１３Ｂが、互いに近接するように動作する。このため、食品１０２Ａ及び／又は食品１０２Ｂがロボット１０１Ａの前後方向に移動しようとしても、食品１０２Ａ、１０２Ｂが互いに押し合って、食品１０２Ａ、１０２Ｂの前後方向への移動が妨げられる。
したがって、本実施の形態３に係る搬送システム１００では、実施の形態１又は２に係る搬送システム１００に比して、よりスムーズに、食品１０２Ａ又は食品１０２Ｂを第２保持部８０Ｂの上面に載置することができる。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明の搬送システム及びその運転方法は、包装袋の破損を抑制しつつ、把持した食品を包装袋内に搬送することができるため、産業ロボットの分野において有用である。
５ａ 第１リンク
５ｂ 第２リンク
１２ 台車
１３Ａ 第１アーム
１３Ｂ 第２アーム
１４ 制御装置
１４ａ 演算部
１４ｂ 記憶部
１４ｃ サーボ制御部
１５Ａ 第１アーム部
１５Ｂ 第２アーム部
１６ 基軸
１７Ａ 第１リスト部
１７Ｂ 第２リスト部
１８Ａ 第１ハンド部
１８Ｂ 第２ハンド部
２０Ａ 第１装着部
２０Ｂ 第２装着部
２５ 真空発生装置
６０Ａ 固定部
６０Ｂ 固定部
７０Ａ 本体
７０Ｂ 本体
７１Ａ 第１部材
７２Ａ 第２部材
８０Ａ 第１保持部
８０Ｂ 第２保持部
８１Ａ 第１板部材
８１Ｂ 基台
８２Ａ 第２部材
９０Ａ 第１吸着部
９０Ｂ 駆動器
９１Ａ 開口
９２Ａ 吸着パッド
９３Ａ 第１配管
１００ 搬送システム
１０１ ロボット
１０１Ａ ロボット
１０１Ｂ ロボット
１０２ 食品
１０２Ａ 食品
１０２Ｂ 食品
１０３ 包装袋
１０３ａ 開口部
１０４ 包装袋供給装置
１０４ａ 段部
１０４ｂ 上面
１０４ｃ 段部
１０５ 第１ベルトコンベア
１０６ 第２ベルトコンベア
Ｊ１ 回転関節
Ｊ２ 回転関節
Ｊ３ 直動関節
Ｊ４ 回転関節
Ｌ１ 回転軸線
Ｌ２ 回転軸線
Ｌ３ 回転軸線
Ｌ４ 回転軸線

Claims (11)

  1. 食品を保持して、搬送する、搬送システムであって、
    板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置され、かつ、前記内面間の距離を変動可能に構成されている、一対の第１保持部を有する第１アームと、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置されている、一対の第２保持部を有する第２アームと、を有するロボットと、
    積み重なられた包装袋を１枚ずつ、その開口部を開口しながら供給するように構成されている包装袋供給装置と、
    制御装置と、を備え、
    前記第１保持部の内面には、吸着部が設けられ、
    前記包装袋は、前記開口部が開口した状態のときに、当該包装袋の外面が前記開口部と直交するように構成されていて、
    前記制御装置は、前記開口部を開口しながら前記包装袋を供給するように前記包装袋供給装置を動作させるとともに、一対の前記第１保持部の前記内面が、それぞれ、前記包装袋の外面に当接し、前記吸着部により当該外面を吸着させ、一対の前記第１保持部の前記内面間の距離が、前記食品の長さ寸法よりも大きくなるように、前記第１アームを動作させ、
    その後、一対の前記第２保持部により、前記食品を保持させ、保持させた前記食品を前記包装袋の開口部から前記包装袋内へ挿入させるように、前記第２アームを動作させるように構成されている、搬送システム。
  2. 前記制御装置は、一対の前記第２保持部の内面の法線方向が、一対の前記第１保持部の内面の法線方向と一致するように、前記第２アームを動作させるように構成されている、請求項１に記載の搬送システム。
  3. 前記制御装置は、一対の前記第２保持部による前記食品の保持を解放させて、一対の前記第２保持部を前記包装袋内から退出させるように前記第２アームを動作させ、その後、一対の前記第１保持部により、前記包装袋の外面から前記食品を保持させるように、前記第１アームを動作させるように構成されている、請求項１又は２に記載の搬送システム。
  4. 前記制御装置は、一対の前記第１保持部の前記吸着部により、前記包装袋の外面を吸着させた状態を維持しつつ、かつ、一対の前記第２保持部により、前記食品を保持させた状態を維持して、予め設定されている所定の位置まで、前記食品を搬送するように、前記第１アーム及び前記第２アームを動作させるように構成されている、請求項１又は２に記載の搬送システム。
  5. 前記制御装置は、一対の前記第２保持部による前記食品の保持を解放させて、一対の前記第２保持部を前記包装袋内から退出させるように、前記第２アームを動作させ、前記第１保持部の前記吸着部による吸着を停止させ、一対の前記第１保持部の前記内面が、それぞれ、前記包装袋の外面から離間するように、前記第１アームを動作させるように構成されている、請求項４に記載の搬送システム。
  6. 前記食品を挟んで、互いに対向するように配置されている、一対の前記ロボットを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送システム。
  7. 食品を保持して、搬送する、搬送システムの運転方法であって、
    前記搬送システムは、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置され、かつ、前記内面間の距離を変動可能に構成されている、一対の第１保持部を有する第１アームと、板状に形成され、その内面が互いに対向するように配置されている、一対の第２保持部を有する第２アームと、を有するロボットと、積み重なられた包装袋を１枚ずつ、その開口部を開口しながら供給するように構成されている包装袋供給装置と、を備え、
    前記第２保持部の内面には、吸着部が設けられ、
    前記包装袋は、前記開口部が開口した状態のときに、当該包装袋の外面が前記開口部と直交するように構成されていて、
    前記包装袋供給装置が、前記開口部を開口しながら前記包装袋を供給する（Ａ）と、
    前記（Ａ）を実行中に、一対の前記第１保持部の前記内面が、それぞれ、前記包装袋の外面に当接し、前記吸着部により当該外面を吸着させ、一対の前記第１保持部の前記内面間の距離が、前記食品の長さ寸法よりも大きくなるように、前記第１アームが動作する（Ｂ）と、
    前記（Ａ）及び前記（Ｂ）を実行した後に、一対の前記第２保持部が、前記食品を保持し、保持した前記食品を前記包装袋の開口部から前記包装袋内へ挿入するように第２アームが動作する（Ｃ）と、を備える、搬送システムの運転方法。
  8. 前記（Ｃ）において、一対の前記第１保持部の内面の法線方向が、一対の前記第２保持部の内面の法線方向と一致するように、前記第１アームが動作する、請求項７に記載の搬送システムの運転方法。
  9. 一対の前記第２保持部が前記食品の保持を解放して、前記包装袋内から退出させるように前記第２アームが動作する（Ｄ）と、
    前記（Ｄ）の後、一対の前記第１保持部が、前記包装袋の外面から前記食品を保持するように前記第１アームが動作する（Ｅ）と、をさらに備える、請求項７又は８に記載の搬送システムの運転方法。
  10. 一対の前記第１保持部が、前記食品を保持した状態を維持しつつ、かつ、一対の前記第２保持部の吸着部が、前記包装袋の外面を吸着した状態を維持して、予め設定されている所定の位置まで、前記食品を搬送するように、前記第１アーム及び前記第２アームが動作する（Ｆ）をさらに備える、請求項７又は８に記載の搬送システムの運転方法。
  11. 一対の前記第２保持部が、前記食品の保持を解放して、一対の前記第２保持部が前記包装袋内から退出するように、前記第２アームが動作する（Ｇ）と、
    前記第１保持部の前記吸着部が吸着を停止し、一対の前記第１保持部の前記内面が、それぞれ、前記包装袋の外面から離間するように、前記第１アームが動作する（Ｈ）と、をさらに備える、請求項１０に記載の搬送システムの運転方法。
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